CN215267703U

CN215267703U - 一种车载供电装置

Info

Publication number: CN215267703U
Application number: CN202121152256.6U
Authority: CN
Inventors: 刘雪飞; 刘仁辉; 刘红; 闫军; 韩春昊; 荆俊峰; 李若谷; 穆天华
Original assignee: 6th Research Institute of China Electronics Corp
Current assignee: 6th Research Institute of China Electronics Corp
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2021-12-21
Anticipated expiration: 2031-05-26

Abstract

本申请提供了一种车载供电装置，包括第一充电回路与第一供电回路、第二充电回路与第二供电回路，第一充电回路上连接有：第一蓄电池的阳极、第一开关电路、光电池及第一蓄电池的阴极；第一供电回路上连接有：第二蓄电池的阳极、第四开关电路、输出负载以及第二蓄电池的阴极；第二充电回路上连接有：第二蓄电池的阳极、第二开关电路、光电池以及第二蓄电池的阴极；第二供电回路上连接有：第一蓄电池的阳极、第三开关电路、输出负载以及第一蓄电池的阴极。当一个蓄电池电量不足时，通过控制开关电路的开断状态，使其通过光电池充电，转而由另一蓄电池供电，保证了供电蓄电池的电量充足，在维持车上各系统正常运转的同时，提升供电稳定性。

Description

一种车载供电装置

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其是涉及一种车载供电装置。

背景技术

在现有的车辆供电系统中，采用车辆自身携带的蓄电池为车上包括通讯系统等的多种系统供电，并通过车轮的转动为蓄电池进行充电，但是由于车辆在行驶过程中，车速经常时快时慢，处于不稳定的情况下，这样极易导致蓄电池的供电不均匀，影响通讯系统等车载系统无法正常工作，并且，在机场等特殊场所，车辆需要长期保持在低速行驶且行驶距离较短，无法为蓄电池提供充足的充电电量，而充电不足的蓄电池又难以维持整个车辆的多个系统正常运转，因此对车辆行驶的安全性造成了极大的威胁。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种车载供电装置，包括由第一蓄电池、第一开关电路及光电池组成的第一充电电路；由第二蓄电池、第四开关电路及输出负载组成的第一供电电路；由第二蓄电池、第二开关电路及光电池组成的第二充电电路以及由第一蓄电池、第三开关电路及输出负载组成的第二供电电路，通过切换不同开关电路的开断状态，切换两个车载蓄电池的充电与供电模式，当其中一个蓄电池电量不足时，控制其进入充电模式充电，转而由另一蓄电池供电，保证了供电蓄电池的电量充足，在维持车上各系统正常运转的同时，提升供电稳定性，并且充电方式采用太阳能光电池，在低车速情况下仍可以保持正常的充电效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种车载供电装置：

所述供电装置包括第一充电回路与第一供电回路、第二充电回路与第二供电回路：

所述第一充电回路上依次连接有：第一蓄电池的阳极、第一开关电路、光电池以及第一蓄电池的阴极；

所述第一供电回路上依次连接有：第二蓄电池的阳极、第四开关电路、输出负载以及第二蓄电池的阴极；

所述第二充电回路上依次连接有：第二蓄电池的阳极、第二开关电路、光电池以及第二蓄电池的阴极，其中，所述光电池为与所述第一充电回路共用的；

所述第二供电回路上依次连接有：第一蓄电池的阳极、第三开关电路、输出负载以及第一蓄电池的阴极，其中，所述输出负载为与所述第一供电回路共用的；

其中，所述第一充电回路与所述第二充电回路不同时工作，所述第一供电回路与所述第二供电回路不同时工作；

所述第一充电回路与所述第一供电回路连接，所述第二充电回路与第二供电回路连接。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述第一充电回路及所述第二充电回路还包括功率调节器：

在所述第一充电回路中，所述功率调节器连接在所述光电池的负极与所述第一蓄电池的阴极之间；

在所述第二充电回路中，所述功率调节器连接在所述光电池的负极与所述第二蓄电池的阴极之间；

其中，所述功率调节器为所述第一充电回路与所述第二充电回路共用的。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述供电装置还包括中央处理器：

所述中央处理器分别与所述第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路及所述功率调节器连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，所述供电装置还包括车速采集仪：

所述车速采集仪与所述中央处理器连接。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述供电装置还包括第一电压采样通路：

在所述第一电压采样通路中，依次连接有所述中央处理器、第一电压采样器以及所述第一蓄电池的阳极。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，所述供电装置还包括第二电压采样通路：

在所述第二电压采样通路中，依次连接有所述中央处理器、第二电压采样器以及所述第二蓄电池的阳极，其中所述中央处理器为与所述第一电压采样通路共用的。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，所述供电装置还包括第一分压电阻：

在所述第一充电回路中，所述第一分压电阻连接在所述功率调节器与所述第一蓄电池的阴极之间；

在所述第二供电回路中，所述第一分压电阻连接在所述第一蓄电池的阴极与所述输出负载之间，其中，所述第一分压电阻为与所述第一充电回路共用的。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，所述供电装置还包括第二分压电阻：

在所述第二充电回路中，所述第二分压电阻连接在所述功率调节器与所述第二蓄电池的阴极之间；

在所述第一供电回路中，所述第二分压电阻连接在所述第二蓄电池的阴极与所述输出负载之间，其中，所述第二分压电阻为与所述第一供电回路共用的。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，所述供电装置还包括不间断电源：

所述不间断电源连接所述输出负载的两端。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，所述供电装置还包括瞬态二极管：

所述瞬态二极管与所述光电池并联。

本申请实施例提供的一种车载供电装置，包括由第一蓄电池、第一开关电路及光电池组成的第一充电电路；由第二蓄电池、第四开关电路及输出负载组成的第一供电电路；由第二蓄电池、第二开关电路及光电池组成的第二充电电路以及由第一蓄电池、第三开关电路及输出负载组成的第二供电电路，通过切换不同开关电路的开断状态，切换两个车载蓄电池的充电与供电模式，当其中一个蓄电池电量不足时，控制其进入充电模式充电，转而由另一蓄电池供电，保证了供电蓄电池的电量充足，在维持车上各系统正常运转的同时，提升供电稳定性，并且充电方式采用太阳能光电池，在低车速情况下仍可以保持正常的充电效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之一；

图2示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之二；

图3示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之三；

图4示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之四；

图5示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之五；

图6示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之六；

图7示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之七；

图8示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之八。

图标：100-车载供电装置；110-第一充电回路；120-第一供电回路；130-第二充电回路；140-第二供电回路；111-第一蓄电池；1111-第一蓄电池的阳极；1112-第一蓄电池的阴极；121-第二蓄电池；1211-第二蓄电池的阳极；1212-第二蓄电池的阴极；112-第一开关电路；131-第二开关电路；141-第三开关电路；122-第四开关电路；113-光电池；123-输出负载；400-车载电气线路；510-功率调节器；610-中央处理器；620-车速采集仪；630-第一电压采样器；640-第二电压采样器；710-第一分压电阻；720-第二分压电阻；810-不间断电源；820-瞬态二极管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

考虑到在现有的车辆供电系统中，采用车辆自身携带的蓄电池为车上包括通讯系统等的多种系统供电，并通过车轮的转动为蓄电池进行充电，但是由于车辆在行驶过程中，车速经常时快时慢，处于不稳定的情况下，这样极易导致蓄电池的供电不均匀，影响通讯系统等车载系统无法正常工作，并且，在机场等特殊场所，车辆需要长期保持在低速行驶且行驶距离较短，无法为蓄电池提供充足的充电电量，而充电不足的蓄电池又难以维持整个车辆的多个系统正常运转，因此对车辆行驶的安全性造成了极大的威胁。

请参阅图1，图1示出了本实施例提供的一种车载供电装置100的结构示意图之一：

如图1中所示，本实施例提供的一种车载供电装置100包括：第一充电回路110与第一供电回路120、第二充电回路130与第二供电回路140。

其中，所述第一充电回路110与所述第二充电回路130不同时工作，所述第一供电回路120与所述第二供电回路140不同时工作。第一充电回路110与第一供电回路120同时进行工作，第二充电回路130与第二供电回路140同时进行工作。

这里，车载供电装置100包括两个蓄电池，第一充电回路110为：对两个蓄电池其中的任意一个蓄电池进行充电的电气回路；第一供电回路120为：在两个蓄电池中，除上述进行充电的蓄电池外的另一个蓄电池，用于对车辆多种系统进行供电的电气回路，相反的，第二充电回路130为：对与上述第一供电回路120对应的，进行对车辆多种系统进行供电的蓄电池，切换成充电模式进行充电的电气回路；第二供电回路140为：上述与第一充电回路110对应的处于充电模式的蓄电池，切换为供电模式对车辆的多种系统进行供电的电气回路。

这样，当两个蓄电池中一个电量不足时，将其切换至充电模式进行充电，由另一个蓄电池对车辆的多种系统进行供电，保证了处于供电状态的蓄电池电量充足，可以维持车辆多种系统的正常运转。

请参阅图2，图2示出了本实施例提供的一种车载供电装置100的结构示意图之二：

如图2中所示，在车载供电装置100的第一种工作模式中，第一充电回路110与第一供电回路120工作；第二充电回路130(图中未示出)与第二供电回路140(图中未示出)不工作，所述第一充电回路110包括：第一蓄电池的阳极1111、第一开关电路112、光电池113以及第一蓄电池的阴极1112；所述第一供电回路120包括：第二蓄电池的阳极1211、第四开关电路122、输出负载123以及第二蓄电池的阴极1212。

这里，第一充电回路110与第一供电回路120对应车载供电装置100的第一种工作模式，即第一蓄电池111的电量较低需要进行充电，由第二蓄电池121对车辆的多种系统进行供电。在第一充电回路110中，第一蓄电池111通过光电池113进行充电，第一充电回路110与第一供电回路120电性连接。

其中，光电池113安装在车辆顶部，其面积可选的与车辆的车顶面积相同，具体的可根据实际需要进行设置，在此不做具体限制。优选的，光电池113采用防火防爆太阳能电池板。光电池113的发电量可选的为40AH，可以根据实际需要进行设置，在此不做具体限制。光电池113的电气参数可选的为40W，36V，可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限制。

其中，第一蓄电池111与第二蓄电池121的电气参数可选的为24V，80AH，可以根据实际需要进行设置，在此不做具体限制。第一蓄电池111与第二蓄电池121可以为参数完全相同的两个蓄电池，也可以为具有不同电气参数的蓄电池，可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限制。

其中，第一开关电路112与第四开关电路122，可选的为数字开关电路或模拟开关电路，可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限制。优选的，第一开关电路112与第四开关电路122选择相同类型的开关电路。

请参阅图3，图3示出了本实施例提供的一种车载供电装置100的结构示意图之三：

如图3所示，在车载供电装置100的第二种工作模式中，第二充电回路130与第二供电回路140工作；第一充电回路110(图中未示出)与第一供电回路120(图中未示出)不工作，所述第二充电回路130上依次连接有：第二蓄电池的阳极1211、第二开关电路131、光电池113以及第二蓄电池的阴极1212，其中，所述光电池113为与所述第一充电回路110共用的；所述第二供电回路140上依次连接有：第一蓄电池的阳极1111、第三开关电路141、输出负载123以及第一蓄电池的阴极1112，其中，所述输出负载123为与所述第一供电回路120共用的。

这里，第二充电回路130与第二供电回路140对应车载供电装置100的第二种工作模式，即第二蓄电池121的电量较低需要进行充电，由第一蓄电池111对车辆的多种系统进行供电。在第二充电回路130中，第二蓄电池121通过光电池113进行充电，第二充电回路130与第二供电回路140电性连接。

其中，第二开关电路131与第三开关电路141，可选的为数字开关电路或模拟开关电路，可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限制。优选的，第二开关电路131与第三开关电路141选择相同类型的开关电路。

其中，第一蓄电池111与第二蓄电池121为与第一充电回路110、第一供电回路120共用的。

请参阅图4，图4示出了本实施例提供的一种车载供电装置100的结构示意图之四：

如图4所示，本申请实施例提供的一种车载供电装置100可通过一个车载电气线路400实现。

所述车载电气线路400包括：光电池113、第一开关电路112、第二开关电路131、第三开关电路141、第四开关电路122、第一蓄电池111、第二蓄电池121以及输出负载123。

这里，当第一开关电路112与第四开关电路122处于闭合状态、第二开关电路131与第四开关电路122处于断开状态时，第一蓄电池111进行充电，由第二蓄电池121对输出负载123供电，即相当于图2所示车载供电装置100的第一种工作模式。当第二开关电路131与第三开关电路141处于闭合状态、第一开关电路112与第四开关电路122处于断开状态时，第二蓄电池121进行充电，由第一蓄电池111对输出负载123供电，即相当于图3所示车载供电装置100的第二种工作模式。

请参阅图5，图5示出了本实施例提供的一种车载供电装置的结构示意图之五：

如图5中所示，所述车载电气线路400还包括：功率调节器510。所述功率调节器510连接在光电池113的负极与第一蓄电池的阴极1112及第二蓄电池的阴极1212之间。

这里，当所述车载供电装置100处于第一种工作模式时，功率调节器510连接在所述光电池113的负极与所述第一蓄电池的阴极1112之间；当车载供电装置100处于第二种工作模式时，功率调节器510连接在所述光电池113的负极与所述第二蓄电池的阴极1212之间。

其中，功率调节器510优选的为串联式脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)功率调节器，相较于使用二极管降低线路的电压损失。

请参阅图6，图6示出了本实施例提供的一种车载供电装置100的结构示意图之六：

如图6中所示，所述车载电气线路400还包括：中央处理器610、车速采集仪620、第一电压采样器630及第二电压采样器640。所述中央处理器610分别与所述第一开关电路112、第二开关电路131、第三开关电路141、第四开关电路122及所述功率调节器510连接。所述车速采集仪620与所述中央处理器610连接。所述第一电压采样器630连接在中央处理器610与第一蓄电池的阳极1111之间；所述第二电压采样器640连接在所述中央处理器610与第二蓄电池的阳极1211之间。

这里，中央处理器610、第一电压采样器630以及第一蓄电池的阳极1111构成了第一电压采样通路；中央处理器610、第二电压采样器640以及第二蓄电池的阳极1211构成了第二电压采样通路。

其中，第一电压采样器630及第二电压采样器640可选的为电压数据采集器，具体型号与参数可以根据实际需要进行选择，在此不作具体限制。中央处理器610优选的为工业级芯片，可在寒冷、高温、潮湿等极端环境下正常工作。

这样，由车速采集仪620采集车辆行驶速度信息、第一电压采样器630采集第一蓄电池111的电池容量、输出电压等参数、第二电压采样器640采集第二蓄电池121的电池容量、输出电压等参数，并将上述全部信息传输至中央处理器610进行运算分析，判断是否需要切换蓄电池为输出负载123供电以及利用光电池113充电的蓄电池是否已经充满，发送控制信号控制第一开关电路112、第二开关电路131、第三开关电路141以及第四开关电路122的不同开断状态，实现车载供电装置100的第一工作模式与第二工作模式之间的切换。

请参阅图7，图7示出了本实施例提供的一种车载供电装置100的结构示意图之七：

如图7中所示，所述车载电气线路400还包括：第一分压电阻710与第二分压电阻720。

当第一开关电路112与第四开关电路122闭合、第二开关电路131与第三开关电路141处于断开状态时，第一分压电阻710连接在功率调节器510与第一蓄电池的阴极1112之间；第二分压电阻720连接在第二蓄电池的阴极1212与输出负载123之间。

当第二开关电路131与第三开关电路141闭合，第一开关电路112与第四开关电路122处于断开状态时，第一分压电阻710连接在第一蓄电池的阴极1112与输出负载123之间；第二分压电阻720连接在功率调节器510与第二蓄电池的阴极1212之间。

其中，第一分压电阻710与第二分压电阻720的阻值根据对应的第一蓄电池111及第二蓄电池121的参数需求进行选择，在此不做具体限制。

请参阅图8，图8示出了本实施例提供的一种车载供电装置100的结构示意图之八：

如图8中所示，所述车载电气线路400还包括：不间断电源810、瞬态二极管820。

这里，不间断电源810连接输出负载123两端；瞬态二极管820与光电池113连接。

这里，当第一开关电路112、第二开关电路131、第三开关电路141以及第四开关电路122的开断状态，由第一开关电路112、第四开关电路122导通；第二开关电路131、第三开关电路141断开，转化为第一开关电路112、第四开关电路122断开而第二开关电路131、第三开关电路141导通的过程中，由于开关转换无法立即完成，会出现供电空档期，由于不间断电源810的存在，可对此供电空档期进行弥补，保证供电过程的持续性。

其中，不间断电源810的电气参数可参考输出负载123的供电需求进行设置，在此不做具体限制。

这里，瞬态二极管820的存在防止出现反接情况，有效的保护线路中的各种电子器件。

本申请提供了一种车载供电装置，包括由第一蓄电池、第一开关电路及光电池组成的第一充电电路；由第二蓄电池、第四开关电路及输出负载组成的第一供电电路；由第二蓄电池、第二开关电路及光电池组成的第二充电电路以及由第一蓄电池、第三开关电路及输出负载组成的第二供电电路，通过切换不同开关电路的开断状态，切换两个车载蓄电池的充电与供电模式，当其中一个蓄电池电量不足时，控制其进入充电模式充电，转而由另一蓄电池供电，保证了供电蓄电池的电量充足，在维持车上各系统正常运转的同时，提升供电稳定性，并且充电方式采用太阳能光电池，在低车速情况下仍可以保持正常的充电效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种车载供电装置，所述供电装置包括第一充电回路与第一供电回路、第二充电回路与第二供电回路，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的车载供电装置，其特征在于，所述第一充电回路及所述第二充电回路还包括功率调节器：

3.根据权利要求2所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括中央处理器：

4.根据权利要求3所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括车速采集仪：

所述车速采集仪与所述中央处理器连接。

5.根据权利要求3所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括第一电压采样通路：

6.根据权利要求3所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括第二电压采样通路：

在所述第二电压采样通路中，依次连接有所述中央处理器、第二电压采样器以及所述第二蓄电池的阳极，其中所述中央处理器为与第一电压采样通路共用的。

7.根据权利要求2所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括第一分压电阻：

8.根据权利要求2所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括第二分压电阻：

9.根据权利要求1所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括不间断电源：

所述不间断电源连接所述输出负载的两端。

10.根据权利要求1所述的车载供电装置，其特征在于，所述供电装置还包括瞬态二极管：

所述瞬态二极管与所述光电池并联。